【正文】 ???巖石油層物理性質(zhì) 在實(shí)際油藏徑向流條件下， dx應(yīng)為 dR， 截 面積 A應(yīng)為 2?hR， 隨半徑不同而改變，于是 dRdPhR2KQ ?????巖石油層物理性質(zhì) 即 dPKdRhR2Q???巖石油層物理性質(zhì) 以 R=Rw,P=Pw和 R=Re,P=Pe為邊界條件積分得 )PP(K)RlnR( l nh2Qwewe ?????巖石油層物理性質(zhì) 于是 )R/l n ( R)PP(hK2Qwewe????巖石油層物理性質(zhì) ? 油氣層損害后平均滲透率的計(jì)算 ◇ 當(dāng)井底附近地帶的油氣層受到損害時(shí)，在 半徑為 Re的范圍內(nèi)，地層滲透率由 K下降為 Ka。 ， 忽略重力 作用，則有 LHAKQ????巖石油層物理性質(zhì) 或 —— 單位長(zhǎng)度上的壓力降（壓力梯度） dxdpAKQ ???dxdp巖石油層物理性質(zhì) ◇ 當(dāng)有一長(zhǎng)度為 L ，橫截面積為 A的巖心，使 其充滿粘度為 181。研究表明，當(dāng)顆粒 直徑大于平均孔喉直徑的 1/3時(shí)，形成外泥餅， 1/3—1/10時(shí)會(huì)侵入孔喉形成內(nèi)泥餅，小于 1/10時(shí)顆 粒能自由移動(dòng) 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ?巖心分析技術(shù)應(yīng)用展望 ? 傅里葉變換紅外光譜分析 ◇ 測(cè)定礦物基團(tuán)、功能團(tuán) ? 識(shí)別和量化常見(jiàn) 礦物 ? CT掃描技術(shù)（ XRay Computerized Tomography 計(jì)算機(jī)處理層析 X射線成象技術(shù) ◇ 顆粒密度 ◇ 裂隙和孔隙分布 ◇ 固相侵入深度和孔隙空間的變化 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 核磁共振成象技術(shù)（ Nuclear Magic Resonance Imaging (NMRI) ） ◇ 觀測(cè)孔隙、裂隙中流體分布與流動(dòng)情況 ◇ 觀察流體間、流體與巖石間的作用過(guò)程 ◇ 潤(rùn)濕性、潤(rùn)濕反轉(zhuǎn) 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 配能譜儀的掃描電鏡技術(shù) Energy Dispersive XRay Detector (EDS) ◇ 對(duì)礦物作半定量元素分析 保護(hù)油氣層技術(shù) 油氣層損害的室內(nèi)評(píng)價(jià) 油氣層損害的室內(nèi)評(píng)價(jià) 概述 概述 ?借助各種儀器設(shè)備測(cè)定油氣層巖石與外來(lái)工作液作用前后滲透率的變化 ?測(cè)定油氣層物化環(huán)境發(fā)生變化前后滲透率的改變 ?根據(jù)達(dá)西滲透定律及巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)方法 ?參照《 砂巖儲(chǔ)層巖心靜態(tài)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)程序 》 （ 中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T535894） 概述 ? 室內(nèi)評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容 ? 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ? 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ?實(shí)驗(yàn)巖心的正確選擇 ? 巖樣的準(zhǔn)備 ? 巖樣的選取 評(píng)價(jià)各類工作液對(duì)油氣層的損害程度速敏評(píng)價(jià)水敏拼價(jià)鹽敏評(píng)價(jià)堿敏評(píng)價(jià)酸敏評(píng)價(jià)應(yīng)力敏感評(píng)價(jià)溫度敏感評(píng)價(jià)優(yōu)化設(shè)計(jì)油氣層保護(hù)的技術(shù)方案和工作液作業(yè)措施油氣層敏感性評(píng)價(jià) 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià)巖樣準(zhǔn)備和選取油氣層巖心分析 油氣層損害的室內(nèi)評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 油氣層損害的室內(nèi)評(píng)價(jià) 油氣層損害的室內(nèi)評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ?速敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) ? 速敏概念 在鉆井、測(cè)試、試油、采油、增產(chǎn)作業(yè)、注水、修井等作業(yè)或生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)流體在油氣層中流動(dòng)時(shí)，引起油氣層中微粒運(yùn)移并堵塞喉道造成油氣層滲透率下降 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ◇ 找出發(fā)生速敏的臨界流速 ◇ 為其它敏感評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)確定合理的實(shí)驗(yàn)流速 ◇ 為確定合理的注采速度提供科學(xué)依據(jù) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ? 原理及作法 (Ki1－ Ki)/Ki1 100%≥5% 表 3— 1敏感程度評(píng)價(jià)指標(biāo) 損害程度 ＜ 30% 30%～ 70% ＞ 70% 敏感程度 弱 中等 強(qiáng) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ? 損害程度計(jì)算式 (Kmax－ Kmin) 損害程度＝ —————— 100% Kmax 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 速敏損害機(jī)理示意圖 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ?水敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) ? 水敏概念 淡水進(jìn)入地層時(shí)，某些粘土礦物發(fā)生水化膨 脹、分散、運(yùn)移，減小或堵塞地層孔隙和喉 道，造成地層滲透率降低 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ◇ 了解粘土礦物遇水后的水化膨脹分散運(yùn)移 過(guò)程 ◇ 找出發(fā)生水敏的條件及水敏引起的油氣層 損害程度 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 水敏實(shí)驗(yàn)方法 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 標(biāo)準(zhǔn)砂巖鹽水組成（美感巖心公司） 組 分 濃 度， g/L NaCl KCl CaCl2 75 25 25 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 水敏實(shí)驗(yàn)滲透率變化曲線示例 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 水敏實(shí)驗(yàn)曲線 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ?鹽敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) ? 鹽敏概念 進(jìn)入地層的外來(lái)流體的礦化度高于地層水礦化 度時(shí)，將促使在地層礦化條件下水化的粘土去 水化、收縮、破裂、脫落，產(chǎn)生微粒運(yùn)移而引 起地層滲透率降低 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ◇ 找出鹽敏發(fā)生的條件及由鹽敏引起的油氣層 損害程度 ◇ 為各類工作液的設(shè)計(jì)提供依據(jù) ? 水敏實(shí)驗(yàn)是鹽敏實(shí)驗(yàn)的特例， 因此，儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)實(shí)驗(yàn)新標(biāo)準(zhǔn)（ 2022）把水敏、鹽敏實(shí)驗(yàn)合為一個(gè)實(shí)驗(yàn)：鹽敏實(shí)驗(yàn) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 鹽敏實(shí)驗(yàn)種類 油氣層損害的室內(nèi)評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ?堿敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) ? 堿敏的概念 當(dāng)高 pH流體進(jìn)入油氣層后，油氣層中的粘 土礦物和硅質(zhì)膠結(jié)物發(fā)生反應(yīng)，使其結(jié)構(gòu)遭 到破壞而分散、脫落，造成油氣層的堵塞損 害 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ◇ 找出堿敏發(fā)生的條件（主要是 pH臨界值）及 由堿敏引起的油氣層損害程度 ◇ 為各類工作液的設(shè)計(jì)提供依據(jù) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ?酸敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) ? 酸敏概念 油氣層與酸作用后，溶解膠結(jié)物釋放出微粒， 或礦物溶解釋放出的離子再次生成沉淀，而造 成油氣層的堵塞損害 ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ◇ 研究酸液與油氣層的配伍性 ◇ 為油氣層基質(zhì)酸化和酸化解堵設(shè)計(jì)提供依據(jù) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 鹽酸（ HCl） 酸敏 鮮酸酸敏實(shí)驗(yàn) 氫氟酸（ HF） 酸敏 土酸（ HCl+HF） 酸敏 殘酸酸敏實(shí)驗(yàn) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ? 實(shí)驗(yàn)方法 用地層水測(cè)巖心 Kf 反向注入 關(guān)閉閥門反應(yīng) 13小時(shí) 用地層水正向測(cè)巖心恢復(fù)滲透率 Ka 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 酸敏實(shí)驗(yàn)程序 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ?應(yīng)力敏感性敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) ? 應(yīng)力敏感概念 施加一定的有效應(yīng)力時(shí)，巖石的物性參數(shù)隨 應(yīng)力變化而改變的性質(zhì)（巖石孔隙幾何學(xué)及 裂縫壁面形態(tài)對(duì)應(yīng)力變化的響應(yīng)） ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ◇ 通過(guò)模擬圍壓條件測(cè)定孔隙度可將常規(guī) 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 孔隙度值轉(zhuǎn)換成原地條件 ◇ 求得巖心在原地條件下的滲透率 ◇ 為確定合理生產(chǎn)壓差提供依據(jù) ? 評(píng)價(jià)方法與指標(biāo) 以無(wú)量綱滲透率的立方根與應(yīng)力的對(duì)數(shù)圖，其線性關(guān)系如下 Ki=K1000〔 1－ Sslg(?I/1000)〕 3 油氣層敏感性評(píng)價(jià) Ss=〔 1－ (Ki/K1000)1/3〕 /lg(?I/1000) Ss斜率 ?I 測(cè)量點(diǎn) K1000應(yīng)力 1000psi所對(duì)應(yīng)的滲透率 ? m2 表 3— 2應(yīng)力敏感程度評(píng)價(jià)指標(biāo) Ss ＜ ～ ～ 敏感程度 弱 中等 強(qiáng) ﹥ 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 應(yīng)力敏感原理示意 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 應(yīng)力敏感實(shí)驗(yàn)結(jié)果 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 應(yīng)力敏感實(shí)驗(yàn)曲線 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ?溫度敏感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) ? 溫度敏感性概念 外來(lái)流體進(jìn)入油氣層引起溫度下降而導(dǎo)致油氣層滲透率發(fā)生變化 ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 研究溫度敏感引起油氣層損害程度（外來(lái)流體對(duì)地層的 “ 冷卻效應(yīng) ” ） 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ? 原理及方法 ◇ 溫度敏感性評(píng)價(jià)比較復(fù)雜，整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置須 在恒溫箱內(nèi)完成 ◇ 實(shí)驗(yàn)流體可分別用地層水或地層原油進(jìn)行 1）選擇實(shí)驗(yàn)巖心，測(cè)量長(zhǎng)度和直徑等 2）選擇溫度實(shí)驗(yàn)點(diǎn) 6個(gè)點(diǎn)， T1為地層溫度， T6為地面溫度，每點(diǎn)之間溫差 ?T=(T6T1)/5 油氣層敏感性評(píng)價(jià) 3）在實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)時(shí)，在低于臨界流速條件下用地層 水測(cè)出巖心穩(wěn)定的滲透率 K1 4）改變實(shí)驗(yàn)溫度（必須恒溫 2小時(shí)以上）重復(fù)上一 步，直至測(cè)出最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的巖心穩(wěn) 定滲透率 K6 ? 評(píng)價(jià)及指標(biāo) ◇ 若溫度 Ti1 對(duì)應(yīng)的 Ki1與 Ti對(duì)應(yīng)的 Ki 滿足 (Ki1－ Ki)/Ki1 100%≥5% 說(shuō)明儲(chǔ)層發(fā)生了溫度敏感損害，即儲(chǔ)層具有 溫敏性 油氣層敏感性評(píng)價(jià) ◇ 我們把發(fā)生溫敏損害的前一個(gè)溫度點(diǎn)的溫 度（ Ti1 ） 稱為臨界溫度 Tc ◇ 損害程度的計(jì)算及評(píng)價(jià)指標(biāo)同速敏 ◇ 當(dāng)實(shí)驗(yàn)流體為原油時(shí)，巖心抽真空飽和地 層水，用原油驅(qū)替巖心建立束縛水飽和度， 再用原油測(cè) 油氣層損害的室內(nèi)評(píng)價(jià) 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ?工作液概念 ? 鉆井液、水泥漿、完井液、壓井液、洗井液、 修井液、射孔液、壓裂液、酸、注入水等 ?工作液靜態(tài)損害評(píng)價(jià) ? 靜濾失實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定工作液濾入巖心前后滲透 率的變化 ? 評(píng)價(jià)工作液對(duì)油氣層的損害程度 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ? 優(yōu)選工作液配方 ? 損害程度評(píng)價(jià) Rs=(1－ Kop/Ko) 100% Rs — 損害程度 Kop—損害后巖心的油相有效滲透率 ? m2 Ko — 損害前巖心的油相有效滲透率 ? m2 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ? 輔助評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) ◇ 粘土膨脹實(shí)驗(yàn) ○ 膨脹率 ——粘土樣品膨脹后的體積增量與 原體積之比 ?v?(v2－ v1)/v1 100% ?v—— 粘土膨脹率 % v1 —— 樣